Roboty stosowane w aplikacjach typu "Pick & Place"

autor: Dariusz Biega
www.ASTOR.com.pl

Aplikacje, gdzie niezbędne jest szybkie dostarczanie, przemieszczanie lub pakowanie małych elementów – w szczególności w przemyśle spożywczym – są bardzo wymagające. Duże prędkości transportowanych elementów, ich małe gabaryty oraz nieokreślone pozycjonowanie – to czynniki sprawiające, że w tego typu aplikacjach praca ludzka była do tej pory niezastąpiona.

Chcąc sprostać wymaganiom rynku, producenci w tego typu zastosowaniach zmuszeni są do poszukiwania nowych, bardziej wydajnych rozwiązań optymalizacji produkcji z zakresu pakowania oraz przenoszenia gotowych wyrobów. Obecnie roboty przemysłowe różnego rodzaju na dobre zadomowiły się przemyśle w aplikacjach takich, jak obsługa maszyn, paletyzacja, zrobotyzowane spawanie czy też w przemyśle ciężkim. Nowością natomiast są lekkie roboty typu "Pick & Place" do zastosowań w przemyśle spożywczym.

Szybkie przemieszczanie ramienia manipulatora stwarza wiele problemów. Najważniejszym elementem, który stanowczo wpływa na ruchliwość, jest przemyślany łańcuch kinematyczny robota. Standardowe rozwiązania robotów wieloosiowych posiadają budowę mechaniczną, w której każda oś wyposażona jest we własny serwomechanizm z przekładnią, zwiększają udźwig poszczególnych osi lecz również obciążają samą konstrukcję ramienia. Sterowanie tego typu robotami musi kompensować grawitację, jak i również ciężar samego detalu. Dlatego ze względu na swój łańcuch kinematyczny, roboty antropomorficzne nie osiągają bardzo szybkich czasów cykli, potrzebnych w aplikacjach typu "Pick & Place". Znaczącym parametrem tego typu rozwiązania jest udźwig oraz dokładność i powtarzalność.

Brak odpowiedniego rozwiązania robotów aplikacji "Pick & Place" oraz rosnące zapotrzebowanie rynku skłoniły konstruktorów do stworzenia robotów o mniejszej liczbie stopni swobody, w oparciu o zastosowanie układu równoległoboków. Konstrukcja, która okazała się najlepszym rozwiązaniem, to dzisiejsze roboty typu "Delta". Jest to struktura oparta na precyzyjnych równoległobokach wykonanych z lekkich materiałów.

Układ trzech ramion, połączonych jednym bokiem do efektora, a drugim do ramienia napędu obrotowego, w przypadku gdy ten bok równoległoboku porusza się w płaszczyźnie równoległej do podstawy, gwarantuje trzy stopnie swobody. Dołączając obrotowy efektor zyskujemy kolejny stopień swobody, nie obciążając znacznie konstrukcji łańcucha kinematycznego. Roboty typu "Delta" dzięki swojej konstrukcji mechanicznej charakteryzują się dużymi przyspieszeniami oraz dużym obszarem roboczym. Serwomechanizmy skupione w jednej bazie nie obciążają układu ramion, natomiast złożenie wszystkich trzech napędów w jeden ruch gwarantuje uzyskanie bardzo dużej precyzji oraz powtarzalności w zakresu obciążeń detalami od 1 kg do 3 kg.

Analizując powyższą problematykę, firma Kawasaki stworzyła niezwykle szybką jednostkę – robota YF003N. Charakteryzuje się on maksymalnym czasem cyklu 0,27 sekundy (25 mm góra/dół, 305 mm prawo/lewo) przy obciążeniu do 1 kg, oraz 0,45 sekundy przy obciążeniu do 3 kg. Przy małej wadze detalu daje to ponad 200 cykli na minutę! Powtarzalność tej jednostki sięga +/- 0,1mm. Obszar roboczy pozwala pobierać i odkładać elementy w promieniu 1300mm. Ramiona wykonano przy użyciu włókiem węglowych, a łańcuch kinematyczny umożliwia montaż robota zaraz nad przenośnikami. Wykorzystanie przez japońskiego producenta wysokiej klasy materiałów sprawia, że robot nawet przy największej prędkości porusza się stabilnie.

Czytaj całość artykułu Dariusza Biega w Biuletynie Automatyki ASTOR nr 67

____________________________________________________________________________

Firma ASTOR jest autoryzowanym dystrybutorem robotów przemysłowych KAWASAKI od 2007 roku. ASTOR oferuje 4 główne serie robotów Kawasaki, przeznaczone do konkretnych zadań, między innymi do paletyzacji, malowania, przenoszenia materiałów, pakowania oraz obsługi maszyn. Roboty doskonale sprawdzają się również w mechanicznym montażu, jak i też w precyzyjnym spawaniu łukowym czy cięciu laserowym, przy użyciu strumienia wody, etykietowaniu i zgrzewaniu.

Firma ASTOR oferuje komplet szkoleń z zakresu robotów przemysłowych Kawasaki. Zakres informacji przekazywanych na szkoleniach obejmuje wszystkie etapy pracy z robotem. Zdobyta wiedza umożliwia świadomy i optymalny dobór robota do konkretnego zadania, wykonanie projektu stanowiska oraz symulację pracy robota w programie PC-Roset, programowanie i obsługę robota oraz utrzymanie ruchu. Szeroki zakres wiedzy, którą chcemy Państwu przekazać, został podzielony – przygotowano szczegółowe szkolenia z poszczególnych dziedzin. Szczegóły dostępne na stronie http://www.akademia.astor.com.pl/

Źródło: ASTOR; http://www.astor.com.pl